高考物理中涉及的角速度有以下幾種:
1. 恒星的自轉(zhuǎn)角速度:表示恒星圍繞自己的軸旋轉(zhuǎn)的速度。
2. 交變電流的角速度:是描述交變電流在時(shí)間上變化的規(guī)律,用ω表示,單位為弧度/秒。
3. 簡(jiǎn)諧振動(dòng)角速度:描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)快慢和轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量,用ω表示,單位為弧度/秒。
此外,在高中物理中還經(jīng)常遇到帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的角速度,通常可以根據(jù)磁場(chǎng)的特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)軌跡來定義。
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題目:
一架飛機(jī)在地球上空做勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知地球表面的重力加速度為g,地球半徑為R,飛機(jī)離地面的高度為h,求該飛機(jī)的角速度。
分析:
飛機(jī)在地球上空做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),其軌道半徑為地球半徑加上飛機(jī)離地面的高度,根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),可以得到向心加速度和向心力的大小。根據(jù)向心加速度和向心力與角速度的關(guān)系,可以求出飛機(jī)的角速度。
解:
根據(jù)萬有引力提供向心力,有
$G\frac{Mm}{(R+h)^{2}} = m\omega^{2}(R+h)$
其中$M$為地球質(zhì)量,$m$為飛機(jī)質(zhì)量。
根據(jù)重力加速度的定義,有
$g = G\frac{M}{R^{2}}$
聯(lián)立以上兩式可得
$\omega = \sqrt{\frac{gR^{2}}{(R+h)^{3}}}$
代入已知量可得該飛機(jī)的角速度為
$\omega = \frac{gR}{gR^{2} + h^{2} - 2Rh}$
總結(jié):
本題考查了角速度的概念和應(yīng)用,需要掌握?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律和向心加速度與角速度的關(guān)系。通過分析向心加速度和向心力的大小,可以求出角速度的大小。